真手搓CPU!硬核开发者 3 个月手工焊接、敲 1800 行汇编代码,竟让自制芯片连屏幕放《黑客帝国》

源自公众号:嵌入式与Linux那些事

01-23 14:52

一位开发者仅凭旧式内存芯片和逻辑元件,耗时三个月,从零手工焊接打造出一颗完整CPU。该项目不仅实现了完整的计算功能,甚至能驱动屏幕播放《黑客帝国》,生动展现了计算机底层原理的极致探索。

真手搓CPU!硬核开发者 3 个月手工焊接、敲 1800 行汇编代码,竟让自制芯片连屏幕放《黑客帝国》

真手搓CPU!硬核开发者 3 个月手工焊接、敲 1800 行汇编代码,竟让自制芯片连屏幕放《黑客帝国》智能速览

  • 开发者使用旧式内存芯片和逻辑元件,耗时三个月打造出完整CPU。

  • 自制CPU重量超500克,包含ALU、内存控制、IO接口等核心模块。

  • 开发者手写1800行汇编代码,实现从数学运算到逻辑处理等功能。

  • 该CPU支持中断系统和堆栈操作,并成功驱动VFD屏幕播放视频。

  • 项目已完全开源,下一步计划为其开发C语言编译器。

真手搓CPU!硬核开发者 3 个月手工焊接、敲 1800 行汇编代码,竟让自制芯片连屏幕放《黑客帝国》精华内容

从一堆被遗忘的旧芯片到一颗能播放视频的处理器,这场疯狂的创举究竟是如何实现的?下面深入其构造与实现的核心细节。

疯狂的起源

项目的灵感源于开发者MINT收藏的一堆旧内存芯片。他通过实验发现这些过时零件的潜力,并基于单个内存芯片制作了可编程开发板。正是这次成功的尝试,让他萌生了一个大胆的想法:将多个此类模块组合,构建一个完整的处理器,以此致敬计算机的起源时代。

从ALU到完整架构

开发者从最基础的算术逻辑单元(ALU)入手,经历了从简陋原型到功能强大的插槽式结构的迭代。随后,他逐一实现了内存控制、IO接口与程序存储、以及指令调度中心这三大核心模块。整个处理器通过手工焊接构建,总重超过500克,每一个模块都经过反复设计与调试。

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1800行汇编的挑战

硬件搭建完成后,更大的挑战在于软件。开发者手写了超过1800行汇编代码,为处理器定义了丰富的指令集,覆盖数学运算、逻辑位运算等。为了调试程序,他甚至打印了全套纸质文档。这套软件体系不仅支持基础的加减乘除,还能处理中断、函数调用和堆栈操作。

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点亮《黑客帝国》

最终成果令人惊叹:这颗自制CPU成功驱动了VFD屏幕,并精确控制帧率,以每秒24帧的速度播放了低分辨率版的《黑客帝国》。它还能处理大整数运算和字符编码转换,充分展示了其作为一颗“真实CPU”的完整功能,尽管其实用性无法与现代芯片媲美。

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EPROMINT项目以一种极具复古风的方式,重新诠释了计算的本质。它证明了只要有理解和热情,复杂的计算机系统依然可以从零开始搭建。随着项目开源及C编译器的开发计划,这场源于热爱的创举,或将激励更多人探索底层技术的奥秘。

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